Automatización programada

Explica qué es un autómata programable o PLC, dónde se utiliza habitualmente y qué tres operaciones realiza de forma repetida mientras está en marcha (leer entradas, ejecutar el programa, activar salidas).

Antes de los PLC, las automatizaciones se hacían con relés cableados: cambiar el proceso exigía recablear el armario. Explica qué cambió con la llegada del autómata programable y qué ventaja supone «cambiar el programa» frente a «cambiar el cableado».

El PLC trabaja repitiendo el «ciclo de scan»: leer las entradas, ejecutar el programa y actualizar las salidas. Explica ese ciclo con tus palabras y por qué se repite muchas veces por segundo.

Las entradas de un PLC reciben señales y las salidas gobiernan elementos. Clasifica estos elementos como posible entrada o posible salida de un autómata: (a) un pulsador de marcha, (b) un motor, (c) un sensor de presencia, (d) una electroválvula, (e) un final de carrera y (f) una lámpara de señalización.

Las entradas de un PLC pueden ser digitales (todo o nada) o analógicas (un valor continuo). Clasifica estas señales como entrada digital o analógica: un pulsador de marcha, un sensor de presencia, una sonda de temperatura de $0$ a $100\ ^\circ\text{C}$ y un detector de nivel por boya.

Las salidas de un PLC gobiernan relés o contactores. Explica qué es un relé de salida y por qué hace falta entre la electrónica del autómata y un motor de potencia (separar el circuito de mando del de potencia).

Una barrera de aparcamiento funciona así: un sensor magnético detecta un coche, el autómata comprueba que la barrera está abajo, activa el motor para subirla, espera unos segundos a que pase el coche y la baja de nuevo. Describe esta secuencia como una lista ordenada de pasos, señalando en cada paso si interviene una entrada, una decisión del programa o una salida.

El proceso de una embotelladora sigue este cronograma: con la botella detectada ($t = 0\ \text{s}$), la cinta se detiene; a los $0{,}5\ \text{s}$ se abre la válvula de llenado durante $3\ \text{s}$; a los $4\ \text{s}$ la cinta avanza de nuevo. (a) Describe la secuencia completa en pasos ordenados. (b) Calcula cuánto tiempo está parada la botella bajo la boquilla. (c) Razona por qué la válvula no se abre si no hay botella detectada (enclavamiento).

Un enclavamiento impide que la barrera de un aparcamiento baje mientras el coche está debajo. Explica qué es un enclavamiento en la programación de un autómata, cómo se consigue que una salida dependa de una condición adicional (la señal del sensor en serie lógica con la orden de bajar) y por qué se considera una medida de seguridad.

En toda automatización hay que decidir el «estado seguro»: lo que debe ocurrir si falla la alimentación o el programa. Analiza qué debería hacer una puerta automática de garaje, una cinta transportadora de equipajes y una prensa hidráulica al producirse un corte eléctrico, y justifica cada decisión pensando en la seguridad de personas y bienes.

En un ascensor, el freno funciona por seguridad positiva: unos muelles lo mantienen aplicado y es la corriente eléctrica quien lo libera. Analiza por qué ese diseño hace seguro un corte de luz (la cabina queda frenada y no cae) y describe qué deben hacer el control de las puertas y del motor ante un fallo de alimentación.

Haz la lista completa de entradas y salidas del PLC de una puerta de garaje automática (fotocélula de seguridad, finales de carrera de subida y de bajada, pulsador y mando, motor de subir, motor de bajar, lámpara de cortesía) y describe el programa en pasos ordenados, incluyendo qué hace la fotocélula durante el cierre de la puerta.